CC BY
11ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2017 Математика. Механика. Информатика Вып. 1 (36)
УДК 519.86; 519.87
Модель комплексных псевдоэмоций робота
А. Е. Шафер
Пермский государственный национальный исследовательский университет
Россия, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15
Дается определение комплексных псевдоэмоций робота. Вводятся основные термины и доказываются основные теоремы в области комплексных псевдоэмоций роботов. Предлагается новая методика определения достижения эмоциональным роботом воспитательной цели.
Ключевые слова: робот; искусственный интеллект; психология робота; эмоции; память.
DOI: 10.17072/1993-0550-2017-1-44-46
Введение
В статье [1] была впервые описана модель амбивалентных псевдоэмоций робота.
Однако в статье [1] были допущены некоторые неточности, основная из которых -неправильное именование самой модели. Отметим, что амбивалентными псевдоэмоциями называется пара противоположных псевдоэмоций, переживаемых одновременно [2]. В случае же с вектором псевдоэмоций мы будем говорить о комплексных псевдоэмоциях.
В этой статье дано описание комплексных псевдоэмоций, а также исправлены неточности статьи [1].
1. Математическая модель комплексных псевдоэмоций робота
Назовем комплексной псевдоэмоцией
робота ансамбль [3] М(г), определяющий
эмоциональное состояние робота. Этот ансамбль имеет вид
М (г)= М1Г) М2 Г\...Мп (г)},
где п - количество псевдоэмоций робота, испытываемых одновременно; г - текущее время действия эмоции.
Отметим, что ансамбль М (г) не является вектором в общем случае, поскольку в нем содержатся различные по смысловой нагрузке компоненты, отвечающие за разные псевдоэмоции. Как следствие, для ансамбля
комплексных псевдоэмоций не допустимы операции, применимые к вектору псевдоэмоций, такие как, например, операция вычисления величины достижения воспитательной цели роботом, описанная в статье [3].
Однако стоит отметить, что М (г) может являться вектором для случая амбивалентных псевдоэмоций [4], являющимся частным случаем комплексных псевдоэмоций, поскольку амбивалентная псевдоэмоция состоит из пары элементарных псевдоэмоций
(м +, М ), описывающих положительную и отрицательную часть псевдоэмоции одного вида. Как следствие обе компоненты ансамбля измеряются в одних единицах и, следовательно, ансамбль является вектором.
Фактически в статье [1] произошла подмена понятий - в статье комплексные псевдоэмоции были названы амбивалентными и были предложены формулы, допустимые только для амбивалентных псевдоэмоций, хотя на самом деле речь шла о комплексных псевдоэмоциях.
Ансамбль псевдоэмоций М (г) порождает ансамбль элементарных псевдовоспитаний Г }, причем
]
| М/ (фг,
© Шафер А. Е., 2017
где 1 - номер псевдоэмоции в ансамбле псевдоэмоций робота; j - номер воспитательного такта [3]; Т - продолжительность j-го воспитательного такта [3].
0
Модель комплексных псевдоэмоций робота
Полное псевдовоспитание робота в конце j-го воспитательного такта описывается
ансамблем {rj }, причем
R = 0R -1 + rj, где - коэффициент памяти робота по эмоции с порядковым номером i [3], Rj 1 - псевдовоспитание робота по эмоции с номером i на такте с номером j—1.
Ансамбль RJ назовем комплексным псевдовоспитанием робота.
Таким образом, комплексное псевдовоспитание робота может быть представлено
точкой с координатами (Rj,Rj,... Rj) на n" 77"
мерной плоскости E .
2. Достижение роботом псевдовоспитательной цели
В случае если известна цель воспитания, определяемая соотношением
А = {Д, А2,...,Ап},
где Ai = const в работе [1] была предложена следующая формула вычисления величины достижения цели [5] 8 :
Г=. AR'
8 =
Zn
i=1
(А, )
(1)
которая фактически является отношением длины проекции вектора Щ на вектор А к
длине вектора А .
Однако в этой формуле присутствует неточность. Рассмотрим формулу в амбивалентном случае, когда для ансамбля псевдоэмоций допустимо использование этой функции, поскольку в общем случае эта формула вообще не может быть применена.
Несмотря на то, что псевдовоспитания роботов измеряются в одних единицах, каждое из них несет отдельный смысл в комплексном воспитании робота. Также стоит отметить, что по формуле (1) большое значение одной из составляющих комплексной псевдоэмоции робота может привести к большому значению 51, что фактически будет обозначать достижение роботом цели воспитания вне зависимости от величины других составляющих комплексной эмоции. Фактически же достижение большого воспитания по одной из эмоций не всегда может
компенсировать недостаток воспитания по другой. Как следствие, невозможно выводить единственную величину, показывающую величину достижения цели псевдовоспитания роботом без учета важности достижения цели воспитания по каждой из эмоций.
Введем несколько понятий, позволяющих оценивать достижение эмоциональным роботом цели комплексного воспитания.
Определение 1. Абсолютным достижением воспитательной цели А эмоциональным роботом с комплексным воспитанием Щ называется ситуация, при которой А ^ Щ , для любого I.
Понятие абсолютного достижения воспитательной цели позволяет нам говорить об успешности или неуспешности воспитательного процесса с абсолютной точки зрения -например, после окончания воспитательного процесса из нескольких тактов мы сможем определить, была ли абсолютно достигнута воспитательная цель.
Однако зачастую необходима более детальная оценка - оценка достижения воспитательной цели. Для решения этой задачи введем следующие понятия.
Определение 2. Вектором важности воспитаний назовем вектор
К )
для которого выполняются следующие соотношения:
К * 0, = 1.
Вектор важности позволит оценивать достижение роботом цели воспитания.
Определение 3. Взвешенным достижением роботом цели воспитания 5В называется величина
8jb
(
* min
i-1
RL
А,
Л
1
Таким образом, взвешенное достижение роботом воспитательной цели учитывает важность каждой отдельной эмоции.
Свойство 1. Взвешенное достижение роботом образовательной цели должно быть не больше 1.
Доказательство
Поскольку
(
min
RL А
\
1
< 1 и ft > 0,
А. Е. Шафер
то
sjb Zm
* min
i= 1
RL A
i=1
i=1
Свойство 2. В случае если значение взвешенного воспитания роботом образовательной цели равно 1, робот абсолютно достиг воспитательной цели.
Доказательство
Докажем от противного.
Предположим, что 3/: Щ < А.
(
Л
R- ,1
A у
Тогда min В таком случае
6В = ZJ=1m *min
< 1.
£ ,1
V A У
<
ZLm*1 <^
что противоречит условию. Как следствие наше предположение не верно, следовательно,
V/: Щ > А, из чего можно заключить, что
воспитательная цель достигнута абсолютно.
Вывод
Таким образом, в статье впервые предложены новые математические определения воспитательной цели, достижения цели и математические модели, позволяющие в дальнейшем описывать на основе формул эффекты воспитания роботов на основе испытываемых ими псевдоэмоций в процессе воспитания.
Список литературы
1. Пенский О.Г., Черников К.В. Модели амбивалентных эмоций роботов // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2010. № 3(3). С. 30-35.
2. Пенский О.Г. Математические модели эмоциональных роботов / Перм. гос. ун-т. Пермь, 2010. 192 с.
3. Клод Шеннон. Математическая теория связи. 1948. 240 с.
4. Шафер А.Е. Модель амбивалентных эмоций робота // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2015. № 2(29). С. 63-67.
5. Маклаков А. Общая психология. СПб.: 2008. 305 с.
Mathematical model of a robot's complex pseudo-emotions
A. E. Shafer
Perm State University; 15, Bukireva st., Perm, 614990, Russia [email protected]
1
The article gives a definition of complex pseudo-emotions of a robot. The basic terms are introduced and basic theorems concerning robots' complex pseudo-emotions are proved. A new technique is proposed to determine whether the educational goal is achieved by the emotional robot.
Keywords: robot; artificial intelligence; psychology; memory; emotion.
